Monte Carlo tekniği kullanılarak hızlandırıcı güdümlü sistemlerde nükleer atık dönüşümlerinin incelenmesi

Abstract

ÖZETYüksek Lisans TeziMONTE CARLO TEKNİĞİ KULLANILARAK HIZLANDIRICI GÜDÜMLÜSİSTEMLERDE NÜKLEER ATIK DÖNÜŞÜMLERİNİN İNCELENMESİMehmet Emin KORKMAZİnönü ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüFizik Anabilim Dalı94+xii sayfa2005Tez Danışmanı: Prof. Dr. Başar ŞARERBu çalışmada, Hızlandırıcı Güdümlü Sistem (ADS) kullanılarak sırasıyla 99Tc, 129I,237Np, 238U ve 239Pu beş uzun yarı ömürlü nükleer atığın kararlı veya kısa yarı ömürlüizotoplara dönüşümleri incelenmiştir. Yüksekliği 300 cm, iç yarı çapı 98 cm ve dış yarı çapı100 cm olan silindir kabın içinde hegzagonal olarak dağılmış yüksekliği 300 cm, iç yarı çapı0,425 cm ve dış yarı çapı 0,430 cm olan 90 çubuk vardır. Parçalanma reaksiyonları içinkullanılan hedef, yüksekliği 190 cm ve yarı çapı 10 cm olan doğal kurşundan yapılmıştır.Uzun yarı ömürlü nükleer atığın dönüşüm oranları, silindir kap içindeki nötrondağılımı, demet protonu başına nötron üretim sayısı 1, 2 ve 3 GeV'lik üç proton demetenerjileri için incelenmiştir. Üç boyutlu nükleonik hesaplamalar MCNPX Monte Carlo koduve ENDF/B-VI nükleer veri kütüphanesi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. 99Tc, 129I, 237Np,238U ve 239Pu için hesaplanan dönüşüm oranları literatür sonuçlarıyla uyumludur.ANAHTAR KELİMELER: Hızlandırıcı Güdümlü Sistem, Nükleer Atık, Dönüşüm,MCNPX, ENDF/B-VI

ABSTRACTMasterINVESTIGATION OF NUCLEAR WASTE TRANSMUTATION IN ACCELERATORDRIVEN SYSTEMS BY USING MONTE CARLO METHODMehmet Emin KORKMAZİnönü UniversityThe Faculty of Science and ArtsDepartment of Physics94+xii Pages2005Supervisor : Prof. Dr. Başar ŞarerIn this study an Accelerator Driven System (ADS) is used to investigate thetransmutation of five long-lived nuclear wastes like 99Tc, 129I, 237Np, 238U, 239Pu into stable orshort-lived isotopes. There are 90 bars, their outer and inner radius and heights are 0,430 ,0,425 and 300 cm with hexagonal distributing in the cylinder vessel with inner radius of 98cm, outer radius of 100 cm and height of 300 cm. The spallation target is made of naturallead with an radius of 10 cm and height of 190 cm.The transmutation rate of long-lived nuclear waste, the neutron production number perbeam proton, neutron distribution in the cylinder vessel are analyzed for three proton beamenergies of 1, 2 and 3 GeV. A proton beam is performed with current of 10 mA and power of10 MW. Proton beam radius is 2 cm, incident beam is on the z axis. The liquid sodium is usedas coolant. The structure material is ferritic steel. Three dimentional nucleonic calculations iscarried out using Monte Carlo code MCNPX and ENDF/B-VI nuclear data. Calculated valuesof transmutation rates for 99Tc, 129I, 237Np, 238U, 239Pu are in agreement with the existingliterature results.KEYWORDS : Accelerator Driven System, Nuclear Waste, Transmutation, MCNPX,ENDF/B-VI